傅里葉光學(xué)實驗教學(xué)計劃
時光飛逝,時間在慢慢推演,成績已屬于過去,新一輪的工作即將來臨,現(xiàn)在就讓我們制定一份計劃,好好地規(guī)劃一下吧。想學(xué)習(xí)擬定計劃卻不知道該請教誰?以下是小編幫大家整理的傅里葉光學(xué)實驗教學(xué)計劃,歡迎大家分享。
實驗簡介
傅里葉光學(xué)是光學(xué)領(lǐng)域的一個重要分支,它是利用傅里葉分析的數(shù)學(xué)方法來解決光學(xué)問題。光學(xué)中可以利用傅里葉分析的主要原因是由于光學(xué)系統(tǒng)在一定條件下的線性性和空間不變性。利用了傅里葉變換就可以從頻譜的角度去分析圖像信息,對應(yīng)于通訊理論的時間頻譜在光學(xué)系統(tǒng)中叫做空間頻譜。為了改善圖像信息的.質(zhì)量或提取圖像信息的某種特征可以利用空間濾波的方法。
實驗原理
n原理圖和簡單說明
用平行光照明放在傅里葉透鏡物方焦平面上的圖片(例如一個光柵),在其像方焦平面上得到圖片的傅里葉頻譜,由于透鏡口徑的限制圖像的高頻分量(如圖光束1和2)不能到達像方焦平面和象平面,所以成像的清晰度(即分辨率)降低。
教學(xué)重點
n傅里葉變換的定義和基本性質(zhì)。
n透鏡的傅里葉變換性質(zhì)。
n阿貝成像和空間濾波的基本概念。
教學(xué)難點
n空間濾波的實現(xiàn)和現(xiàn)象的觀察。
自測題
n為什么實驗中使用的傅里葉透鏡的口徑一般較大,焦距較長?
答案:因為圖像頻譜的尺寸為:x’/lf,所以對于同一圖像,焦距越長其衍射頻譜的尺寸也越大,這樣對頻譜處理起來較方便,如要濾掉某個頻譜分量等。而透鏡口徑較大則透過的高頻分量越多,得到的像越清晰。
n一般的透鏡系統(tǒng)可以看成高通濾波器還是低通濾波器,為什么?
答案:一般的透鏡系統(tǒng)可以看成低通濾波器。因為透鏡的口徑有限,一般只能讓與光軸傾角不大的光束—即低頻分量通過。與光軸傾角較大的光束如原理圖所示不能進入光學(xué)系統(tǒng)成像。
n顯微物鏡的成像分辨率決定于其什么指標(biāo)?
答案:數(shù)值孔徑,由瑞利判據(jù)可知,顯微物鏡可以分辨的物體的細節(jié)為:。顯微物鏡的數(shù)值孔徑與放大率是匹配的,顯微物鏡的放大率越大其數(shù)值孔徑也越大。
n實驗裝置如原理圖,圖片為一個周期為d
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